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俗话说得好,伤筋动骨一百天。

但你有听过做心脏手术,从住院到出院一共就花三天的吗?而且不开胸,不打麻药,创口也才几毫米。

虽然有点就像某莆田系医院的广告,但这一切属实。。。

由于随着手术手艺的提高,以前动不动就电锯开胸的那套,正逐渐成为已往。

种种创伤小、疼痛轻、恢复快的微创手术正在成为现实。( 本文无广告,请放心食用 )

就拿差评君的某位同事为例,前不久,他就刚刚履历了场心脏手术。

而手术的目的,是为了堵住心脏左右心房间的卵圆孔。

缘故原由也很简朴,由于这孔要是不堵,人就容易瘫。。。

当我们还在娘胎里的时刻,营养物质和氧气就全靠这个小孔送至全身。

生出来后我们可以自己呼吸和嘬奶了,它的使命也就竣事了,就会逐渐自行闭合。

要是不幸没有闭合的话,得偏头痛、脑梗、心梗、瘫痪等疾病的概率,都市比一样平凡人高不少。

若是没有闭合,就会导致静脉血( 一样平常脏器械对照多 )乱流进入右心房,若是它还被右心房泵到全身各处,那就容易形成血栓了。

在一样平常情形下,我们会用上面的伞状封堵器来堵它。

在已往,完成这一套操作,电锯开胸伺候是免不了的。有多危险多穷苦人人可以百度图片:开胸手术。( 怯弱勿搜 )

但现在,微创手术可以把封堵器放在导管里,再在血管处开个一两毫米的小孔,把导管插进去,一直怼到心脏那块。然后打开封堵器把孔堵住,之后抽出导管,手术就竣事了。

全程甚至还不用打麻药。( 固然这也分人,事实这导管在身体里捅的历程中,照样相当疼的。 )

总得来说这套操作除了伤口小外,速率也快,全程也许也就二十多分钟。

然而就当我还在叹息医疗手艺的提高时,差评君却发现这些手艺的未来,或许会加倍让人惊喜。

由于在不久之后,可能连微创手术都算是 “ 落伍手艺了 ”。

这可不,最近科学家们又搞出了个微型生物机械人,而它能做的事儿可就更多了。

实在啊,在此之前纯机械形式的微型机械人就一直是科学家们研究的重点。

它们也已经在靶向给药、丈量细胞器模具等多个场景上试用了。

然则要想制造出数百微米甚至数微米的微型机械人,以现在制造工艺和装配手艺来说险些不能能。

那既然造不出来,何不找个现成的?于是乎,主角微型生物机械人便泛起了。

差异于机械部件装配的机械人,它是对活的生物举行控制从而刷新成的。

由于生物体自己就是个完善的 “ 机械人 ”,主要的是不少的微生物它足够小,也许也就几毫米到几微米。

若是想出合理的控制方式,就能很好地解决了上述的瓶颈。

而科学家们选中的生物,即是秀丽隐杆线虫。

选它的缘故原由也很简朴,由于相比其他的虫,它无毒无害,不寄生,体型还小,仅 1.5mm。

而且秀丽隐杆线虫全身仅有 302 个神经元,控制起来也简朴。之前就一直被用于细胞凋亡征象的研究,也就是抗朽迈治疗,这研究听说能让人活到 500 岁。

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另外,它身上可是背着三个诺贝尔奖,堪称线虫界的爱因斯坦。

那么虫子有了,咋控制呢?为此,学者们就接纳了一种叫 “ 光遗传运动控制 ” 的方式。

简朴地说,就是给它造个新脑子,并用光控制它。

也许步骤就是先 “ 废 ” 了它原来的脑子,之后行使巴拉巴拉( 机械视觉、运动控制、导航算法等手艺 )为线虫重新造一个新大脑,新大脑接手控制身体的种种运动,从而使线虫完成某些在微米环境下的特界说务。

而控制的义务,则靠光遗传学手艺完成。

由于这线虫对光很敏感,激光可以在数毫秒内让细胞处于兴奋或抑制状态,这速率比肩我们大脑自己对细胞的控制速率。

以是呢,我们需要一台激光发射器,它是由一个倒置的显微镜改装制成,需要盘算激活线虫肌肉细胞所需要的激光强度函数,也就是说这套激光的设定专属于秀丽隐杆线虫。

举个不是太适当的例子来注释一下,人人应该都熟知膝跳反射吧,敲一下膝盖下方部位小腿会不受意识控制的抬起。

好比膝跳反映,在线虫控制历程中,我们用特定的激光照在线虫身体的哪块,哪块就会响应的运动,运动的形式可以参考蛇爬行的状态。

固然,会动只是第一个小目的,动的有模有样才是我们想要的。

那就得多找点虫子来学习一下 “ 别人 ” 都是怎么爬的。

以是,科学家们采集了数千张线虫自然爬行时的照片,运用机械学习手艺学习虫子的运动。

再由学习训练好的盘算机,来操作激光束控制线虫,从而掌握线虫控制的主导权。

那虫子怎么知道它爬到哪了呢?以是,就得再给它加一双眼睛。

加上运动控制和导航算法,赋予了线虫一个可以感知全局的大眼。学者们甚至可以周详的操作线虫避障而且一次性的通过人造微型迷宫。

这样,一只微型生物机械人就算是刷新完成了。

那这虫子造出来都醒目点啥呢?或者说这套光遗传学手艺醒目点啥呢?

我们不妨就开个脑洞勇敢设想一下。

对于某些瘫痪患者的病症( 说白了也是大脑失去了对于肌体的控制 ),我们或许能用特定的激光,刺激他们的肌肉细胞组群,让瘫痪患者重新动起来。

这不比那动不动就剖开脑子植入芯片的脑机接口手艺平安得多?

除了治瘫痪,我们也可以用虫子祛除血栓,血管里的它们会像个推土机一样,扫清一切杂质和垃圾。

再好比在人工授精这块,把精子原有的 3 缸 1.5t 的鞭毛,直接替换成 8 缸 4.0t 的生物机械人尾巴,直接赢在起跑线,卵子势在必得。

科学嘛,最初不都是泉源于勇敢的想象。

不外话说回来,除了上面这些前沿的医疗手艺,实在另有层出不穷的新科技不停在我们周围面世。

虽然人人总说前沿科技离我们很远,尤其是前沿的医疗手艺,然则当你不能阻止的需要接触它时,这些手艺在赞叹你的同时依旧能够带来足够的平安感。

撰文:雅鑫编辑:面线 & 江江美编:焕妍

图片、参考资料泉源:

Science Robotics ― Toward a living soft microrobot through optogenetic locomotion control of Caenorhabditis elegans

智器械 ― 用机械“大脑”操作活线虫运动,微型机械人新研究登 Science 子刊

知乎 ― 光遗传学:一项注定要得诺贝尔奖的手艺

知乎 ―【意见意义模式生物】体态优雅的秀丽隐杆线虫

Advanced Materials ― Bioinspired Soft Microrobots with Precise Magneto - Collective Control for Microvascular Thrombolysis

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